2. Задания на курсовое проектирование

Рисунок 1 - Схема привода варианта 13

Рисунок 2 - Схема привода варианта 24

Вариант

КП 1

КП 2

КП 3

КП 4

КП 5

КП 6

КП 7

КП8

КП9

КП10

Введение

Горизонтальные редукторы

11

1

3

5

6

8

9

11

13

15

17

18

12

1

3

5

6

8

9

11

13

15

17

18

13

1

3

5

6

8

9

11

13

15

17

18

14

1

3

5

6

8

9

11

13

15

17

18

17

1

4

5

6

8

9

11

13, свой

15

17

18, свой

19

1

4

5

6

8

9

11

13, свой

15

17

18, свой

20

2

4

5

7

8

9 и 10

12

14

16

17

19, свой, 18

Вертикальные редукторы

15

1

3

5

6

8

9, 10, свой

11, свой

13

15

17

19, 18, свой

23

1

4

5

6

8

9, 10, свой

11, свой

13, свой

15

17

18, 19, свой

16

1

3

5

6

8

9, 10, свой

11, свой

13

15

17

19,18, свой

18

1

4

5

6

8

9, 10, свой

11, свой

13, свой

15

17

19, 18, свой

22

1

4

5

6

8

9, 10, свой

11, свой

13, свой

15

17

19, 18, свой

21

2

4

5

7

8

10

12

14

16

17

19

24

2

4

5

7

8

10

12

14

16

17

19

Расположение зубчатой передачи

Номер варианта задания на курсовой проект

14, 19

11, 12, 13, 17, 20

15, 16, 22

18, 21, 24, 22

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ РАСЧЕТНОЙ ЧАСТИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

назад в оглавление

3.1 КП 1. Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчеты привода

1 Общие сведения о передачах

1. Назначение передач

Большинство машин создаются по схеме:

двигатель - передача - рабочий орган машины.

Механическими передачами называются механизмы, передающие механическую энергию на расстояние.

Передачи могут:

1. повышать и понижать угловые скорости;

2. преобразовывать один вид движения в другой (вращательное в возвратно-поступательное; непрерывное в прерывистое);

3. распределять работу двигателя между несколькими рабочими органами машины;

4. реверсировать (изменять) направление движения.

1. Классификация передач

1. По принципу действия все передачи делятся на две группы:

а) передачи трением (фрикционные и ременные);

б) передачи зацеплением (зубчатые, червячные, винтовые, цепные).

2. По способу соединения ведущего и ведомого звеньев:

а) непосредственного контакта (зубчатые, винтовые и т.д.);

б) передачи с гибкой связью (ременная, цепная)

3. Кинематические и силовые соотношения в передачах

Любая простая, т.е. одноступенчатая передача состоит из ведущего и ведомого звеньев.

Звено - вал с насаженным на него колесом, шкивом, звездочкой, катком.

Параметры передачи, относящиеся к ведущему звену, имеют индекс 1, к ведомому -2.

Рисунок 1

КП 1

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Фефилова Г.Ф.

Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчеты привода

Лит

Лист

Листов

Проверил

У

1

7

УАвиаК

Н.контр.

Утв.

Фефилова Г.Ф.

При отсутствии проскальзывания колес окружные скорости равны v₁ = v₂ .

; ; ;

Важнейшей кинематической характеристикой любой передачи является передаточное число.

- это отношение угловой скорости ведущего звена к угловой скорости ведомого звена.

Если у передачи u > 1 (₁ > ₂), то передача будет понижающей и называется редуктор.

Если у передачи u < 1 (₁ < ₂), то передача будет повышающей и называется мультипликатор.

Часто требуется значительно увеличить или уменьшить угловую скорость.

Пример: .

u = 100; если d₁ = 5 см, тогда d₂ = 5 м

Тогда одной простой, одноступенчатой передачи недостаточно, т.к. габариты передачи будут большими. В этом случае применяют многоступенчатые передачи, т.е. несколько простых передач, соединенных одна за другой.

Для многоступенчатой передачи определяют общее передаточное число

или ,

где u_n - передаточное число простой передачи;

_вх, _вых - угловые скорости вращения на входе и выходе передачи.

Силовые характеристики передачи

Мощность (Р) [Вт]; вращающие моменты Т [Нм] и окружные усилия (F_t) [H].

В каждой простой передаче происходит потеря энергии



КПД многоступенчатой передачи

Из механики известно, что , тогда и

Т₁ - момент движущих сил на ведущем колесе.

КП 1

Лист

2

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Он задает движение, поэтому в соответствии с его направлением направлены величины 1 и Ft2.

Т₂ - момент сил сопротивления. Он приложен к ведомому колесу и направлен противоположно ₂.

 (1)

Сила - окружное усилие на ведомом колесе. Это сила, с которой ведущее колесо действует на ведомое, заставляя ведомое вращаться в направлении ₂.

Сила - окружное усилие на ведущем колесе. Это сила, с которой ведомое колесо действует на ведущее.

(2)

Из формулы (1) следует, что у редукторов, для которых u > 1 , Т₂ > Т_{1 1}, т.е. в редукторе угловая скорость уменьшается, но увеличивается вращающий момент.

Формула (1) справедлива и для многоступенчатой передачи.

В этом случае она имеет вид

(3)

2 Электродвигатель

В общем машиностроении большинство машин приводится в движение от трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Эта разновидность двигателей отличается простотой конструкции и обслуживания, надежностью в эксплуатации и сравнительно низкой стоимостью [6].

Электродвигатели характеризуются номинальной мощностью Р, которую они могут отдавать длительное время, не нагреваясь свыше допустимой температуры, и асинхронной частотой вращения ротора n_дв. Чем ниже частота вращения вала электродвигателя, тем больше его габариты, масса и стоимость. Высокоскоростные двигатели имеют меньшие габариты, массу, стоимость, чем тихоходные двигатели с малыми скоростями той же мощности. Например, электродвигатель мощностью Р = 7,5 кВт при частоте вращения n = 730 об/мин имеет массу 135 кг, а при n = 2900 об/мин - только 56 кг.

Однако с увеличением частоты вращения электродвигателя растет общее передаточное число привода, а следовательно, и его габариты и стоимость. Поэтому для приводов общего назначения, если нет специальных указаний, предпочтительны двигатели с синхронными частотами вращения n_c = 1000 об/мин (n_c = 700 об/мин, если после двигателя установлена цепная передача).

КП 1

Лист

3

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

При выборе электродвигателя может оказаться, что его мощность по каталогу отличается от требуемой. В этом случае надо учесть два обстоятельства: большой запас мощности электродвигателя ведет к перерасходу электроэнергии, а отсутствие запаса мощности - к перегрузке и, следовательно, к перегреву двигателя.

Таблица 1

Мощность Р, кВт	Синхронная частота, мин-1
	3000	1500	1000	750
1,5	80А2/2850	80B4/1395	90L6/925	100L8/702
2,2	80В2/2850	90L4/1395	100L6/945	112MA8/709
3	90L2/2850	100S4/1410	112MA6/950	112MB8/709
4	100S2/2850	100L4/1410	112MB6/950	132S8/716
5,5	100L2/2850	112M4/1432	132S6/960	132M8/712
7,5	112M2/2895	132S4/1440	132M6/960	160S8/727

Примечание. Пример обозначения двигателя: «Двигатель АИР 100L2 ТУ 16-525.564-84.

Таблица 2 - Электродвигатели серии АИР, основные размеры [2]

Тип двигателя АИР	80А	80В	90L	100S	100L	112M	132S	132M
Диаметр dдв, мм	22	22	24	28	28	32	38	38

назад (пример 1) назад (пример 2)

КП 1

Лист

4

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

В задании на курсовое проектирование обычно даны мощность на выходном валу Р_вых и частота вращения выходного вала.

Требуемую мощность электродвигателя определяют по формуле

,

где _общ - общий КПД привода;

_общ = ₁  ₂  …,

где _i - КПД простой передачи.

Ориентировочные значения КПД отдельных передач с учетом потерь в подшипниках можно брать из таблицы 3.

Таблица 3 - Рекомендуемые значения КПД [2]

Тип передачи, звена кинематической цепи	
Зубчатая (с опорами, закрытая): цилиндрическая коническая	0,96 - 0,98 0,95 - 0,97
Планетарная (закрытая): одноступенчатая двухступенчатая	0,95 - 0,97 0,92 - 0,96
Червячная (зарытая) при передаточном числе: св. 30 св. 14 до 30 св. 8 до 14	0,7 - 0,8 0,75 - 0,85 0,8 - 0,9
Ременная (все типы)	0,94 - 0,96
Цепная	0,92 - 0,95
Муфта соединительная	0,98

назад(пример 1) назад(пример 2)

Двигатель рекомендуется выбирать из таблицы 1 с синхронной частотой вращения n_c = 1000 об/мин; если цепная передача установлена сразу после двигателя, то двигатель выбирать из ряда с n_c = 750 об/мин.

Для принятого электродвигателя из таблицы 1 берут обозначение типа двигателя, мощность Р_дв и асинхронную частоту вращения n_дв , из таблицы 2 - диаметр вала электродвигателя d_дв .

КП 1

Лист

5

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

3 Передаточное число

Общее передаточное число привода

,

где u₁ , u₂ - передаточные числа простых передач привода;

_вх , _вых - угловая скорость вращения на входе и выходе привода (1/с);

n_вх , n_вых - частоты вращения на входе и выходе привода (об/мин = мин^-1).

Передаточные числа одноступенчатых редукторов, проектируемых для серийного производства, должны иметь стандартные значения u:

2,0 ; 2,5 ; 3,15 ; 4,0 (выборка из ГОСТ 21426 - 75).

При расчетах допускается отклонение фактического передаточного числа от заданного (стандартного) ± 4%.

Рекомендуемые значения передаточных чисел:

для червячных редукторов u: 16; 20; 25; 31,5; 40; 50 (выборка из ГОСТ 2144-76);

ременных передач u_рп = 2 - 4;

цепных передач u_цп = 1,5 - 4.

назад (Пример 1) назад (Пример 2 )

4 Кинематический и силовой расчеты привода

Из понятия определяют частоту вращения на выходе каждой передачи.

Частота вращения вала

Мощность на валу передачи [кВт],

на валу привода .

Вращающий момент на валу передачи [Нм].

Результаты расчетов свести в таблицу 4.

Таблица 4

ВАЛ	n, об/мин	, 1/с	Р, кВт	Т, Нм
Вал электродвигателя
Ведущий вал редуктора
Ведомый вал редуктора
Третий вал
u = uзп = uред = … ; uцп = … или uрп = …

КП 1

Лист

6

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Каждый пункт расчетов курсового проекта должен быть проверен и принят преподавателем. Следующий пункт выполняйте, только сдав предыдущий.

В данных методических рекомендациях по курсовому проектированию рассмотрены две схемы приводов - вариантов 133 и 241 (рисунки 2, 3).

Рисунок 2 - Горизонтальный редуктор	Исходные данные для расчета ременной передачи: Р1 = Ртр - мощность на ведущем шкиве; n1 = nдв - частота вращения ведущего шкива; u = uрп - передаточное число ременной передачи
241 Рисунок 3 - Вертикальный редуктор Исходные данные для расчета цепной передачи: Р1 = Р2 (со второго вала привода) - передаваемая мощность ведущей звездочки; 1 = 2 (со второго вала привода) - угловая скорость ведущей звездочки; u = uцп - передаточной число цепной передачи.

назад(Пример 3) назад(Пример 4)

КП 1

Лист

7

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата